JP2005116045A - Optical head, and optical information recording and reproducing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光情報処理に用いられる光ピックアップ装置、および前記光ピックアップ装置を有する光ディスクドライブ装置に関するものである。 The present invention relates to an optical pickup device used for optical information processing and an optical disk drive device having the optical pickup device.
DVD、Blu−rayディスク等の光ディスク媒体に情報を記録再生する光ピックアップの光学系において、情報記憶媒体に記録される情報の密度を上げるため、集光光学系の開口数NAを大きくし、波長を短くするシステムや、情報記憶層を多層構造とする情報記憶媒体が提案され、実用化されている。 In an optical system of an optical pickup that records and reproduces information on an optical disk medium such as a DVD or Blu-ray disk, in order to increase the density of information recorded on the information storage medium, the numerical aperture NA of the condensing optical system is increased and the wavelength is increased. Have been proposed and put to practical use.
ところが、開口数NAが大きくなるにつれて、情報記憶媒体の保護層である基材の厚み誤差により発生する球面収差が大きくなる。これを補正する手段として、レンズの組により球面波を発生させ、対物レンズで球面収差を発生させる方法が考案され、すでに実用化されている。 However, as the numerical aperture NA increases, the spherical aberration generated by the thickness error of the base material that is the protective layer of the information storage medium increases. As means for correcting this, a method of generating a spherical wave with an objective lens and generating a spherical aberration with an objective lens has been devised and already put into practical use.
図9は、特許文献1に記載されている、従来の情報記録再生装置における光ヘッドの構成図である。光源101から出た発散光は、コリメータレンズ102により平行光になり、ビームスプリッタ103を透過する。ビームスプリッタ103を透過したビームは、球面収差補正手段106を通過し、第1のアクチュエータ109で駆動された対物レンズ107により光ディスクなどの情報記憶媒体108上に集光される。
FIG. 9 is a configuration diagram of an optical head in a conventional information recording / reproducing apparatus described in
ここで、前記球面収差補正手段106は、前記情報記録媒体108の保護層の厚み誤差により発生する球面収差や、多層構造の情報記憶媒体へ記録再生する際の、保護層の厚みの違いにより発生する球面収差を、第1のレンズ104と第2のレンズ105の間隔を第2のアクチュエータ110を用いて変えることにより減少させる機能を有する。
Here, the spherical aberration correcting means 106 is generated due to a spherical aberration caused by a thickness error of the protective layer of the
前記対物レンズ107により集光されたビームは、前記情報記憶媒体108上のトラックにより反射・回折される。反射・回折されたビームは再び対物レンズ107を通り、ビームスプリッタ103で反射され、検出レンズ111で集光される。集光されたビームは、光検出素子112に入り、前記情報記憶媒体108に記録された信号が検出される。
しかしながら、従来の光ヘッドにおいては、前記球面収差補正などのような光学的機能を追加するに伴い、前記光ヘッドを構成する光学素子の総数を増加させる場合が多く、従って、前記光ヘッドを構成する光学素子それぞれがもつ収差が重なり合い、光学系全体の収差が増加するという課題があった。従って、それぞれの光学素子がもつ収差を抑えるため、前記光学素子の品質を向上させる必要があった。 However, in the conventional optical head, as the optical function such as the spherical aberration correction is added, the total number of optical elements constituting the optical head is often increased, and thus the optical head is configured. There is a problem that the aberrations of the optical elements to be overlapped with each other and the aberration of the entire optical system increases. Accordingly, it is necessary to improve the quality of the optical element in order to suppress the aberration of each optical element.
さて、光ヘッドにおいては前記収差のうち、コマ収差と球面収差は光ヘッドの調整により減少させる方法がよく用いられている。 In the optical head, a method of reducing coma and spherical aberration among the aberrations by adjusting the optical head is often used.
具体的には、コマ収差は対物レンズのあおり調整によって調整し減少させることが可能であり、球面収差は光源とコリメータレンズの間隔を調整し、故意に前記コリメータレンズの平行度を低下させることなどにより減少させることができる。 Specifically, the coma aberration can be adjusted and reduced by adjusting the tilt of the objective lens, and the spherical aberration can be adjusted by adjusting the distance between the light source and the collimator lens to intentionally reduce the parallelism of the collimator lens. Can be reduced.
しかしながら、光ヘッド全体の非点収差については補正により減少させることができない。ただし、コリメータレンズから出射される平行光の光強度分布をプリズムを用いてビーム整形する方式の光ヘッドについては、ビーム整形方向に直交する非点収差成分に限り、前記コリメータレンズと前記光源との間隔を調整し非点収差を補正できるが、他の非点収差成分の補正はできない。 However, the astigmatism of the entire optical head cannot be reduced by correction. However, with respect to the optical head of the system that shapes the light intensity distribution of the parallel light emitted from the collimator lens using a prism, only the astigmatism component orthogonal to the beam shaping direction is used between the collimator lens and the light source. Astigmatism can be corrected by adjusting the interval, but other astigmatism components cannot be corrected.
本発明は、前記課題を解決するもので、光ヘッドの光学系全体の非点収差が少なく、従って、光学系全体の収差が少ない光ヘッドを提供し、さらに、前記光ヘッドを用いることにより、信号記録再生時の安定性、信頼性の高い光情報記録再生装置を提供する。 The present invention solves the above-described problems, and provides an optical head with less astigmatism of the entire optical system of the optical head, and hence less aberration of the entire optical system. Further, by using the optical head, An optical information recording / reproducing apparatus having high stability and reliability during signal recording / reproducing is provided.
前記目標を達成するため、本発明の請求項1に記載の発明は情報記録媒体に対して信号の記録または再生を行う光ヘッドであって、光源と、前記情報記録媒体の記録面保護層の厚みが標準値からずれたことで発生する球面収差を補正する球面収差補正手段と、前記光源の出射光を前記情報記録媒体に集光する対物レンズと、前記情報記録媒体からの反射光を受光し、前記情報記憶媒体に記録された情報を再生する信号を出力する光検出素子とを備えた光ヘッドにおいて、前記球面収差補正手段は負レンズおよび正レンズで構成されており、前記正レンズおよび負レンズにおいて、それぞれのレンズが有する非点収差の方向が略直交する光ヘッドである。
In order to achieve the above-mentioned object, an invention according to
これにより、例えば、前記球面収差補正手段全体がもつ非点収差の量を最小とすることができ、従って、光ヘッド光学系全体の収差を少なくすることができるため、前記対物レンズの集光特性を向上できる。 As a result, for example, the amount of astigmatism of the entire spherical aberration correction unit can be minimized, and hence the aberration of the entire optical head optical system can be reduced. Can be improved.
前記目標を達成するため、本発明の請求項2に記載の発明は情報記録媒体に対して信号の記録または再生を行う光ヘッドであって、光源と、前記情報記録媒体の記録面保護層の厚みが標準値からずれたことで発生する球面収差を補正する球面収差補正手段と、前記光源の出射光を前記情報記録媒体に集光する対物レンズと、前記情報記録媒体からの反射光を受光し、前記情報記憶媒体に記録された情報を再生する信号を出力する光検出素子とを備えた光ヘッドにおいて、前記球面収差補正手段は負レンズおよび正レンズで構成されており、前記正レンズおよび負レンズにおいて、それぞれのレンズが有する非点収差の方向が略直交し、さらに前記正レンズまたは前記負レンズの非点収差の方向と、前記ビーム整形光学素子のビーム整形の方向とが略等しい光ヘッドである。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to
これにより、例えば、前記球面収差補正手段全体がもつ非点収差の量を最小とすることができ、従って、光ヘッド光学系全体の収差を少なくすることができるため、前記対物レンズの集光特性を向上できる。また、前記ビーム整形光学素子と前記コリメータレンズの間隔を調整することにより、前記ビーム整形の方向の非点収差量を調整できるため、前記球面収差補正手段全体がもつ非点収差の量を調整により、さらに低減させることができる。 As a result, for example, the amount of astigmatism of the entire spherical aberration correction unit can be minimized, and hence the aberration of the entire optical head optical system can be reduced. Can be improved. Further, since the amount of astigmatism in the beam shaping direction can be adjusted by adjusting the distance between the beam shaping optical element and the collimator lens, the amount of astigmatism of the entire spherical aberration correction means can be adjusted. Can be further reduced.
前記目標を達成するため、本発明の請求項3に記載の発明は前記球面収差補正手段がさらに色収差補正機能を有している請求項1または請求項2記載の光ヘッドである。
In order to achieve the target, the invention according to
これにより、例えば、前記光源の波長変動に対し、収差変動の少ない光ヘッドを構成できる。 Thereby, for example, an optical head with little aberration fluctuation can be configured with respect to the wavelength fluctuation of the light source.
前記目標を達成するため、本発明の請求項4に記載の発明は前記正レンズは2枚以上のレンズからなるレンズ群である請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の光ヘッドである。
The optical head according to any one of
これにより、例えば、前記正レンズにおいて、レンズ傾きに対する収差変動が少ない光学系を構成できる。 Thereby, for example, in the positive lens, it is possible to configure an optical system with less aberration fluctuation with respect to the lens tilt.
前記目標を達成するため、本発明の請求項5に記載の発明は前記負レンズは2枚以上のレンズからなるレンズ群である請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の光ヘッドである。
The optical head according to any one of
これにより、例えば、前記負レンズにおいて、レンズ傾きに対する収差変動が少ない光学系を構成できる。 Thereby, for example, in the negative lens, it is possible to configure an optical system with little aberration fluctuation with respect to the lens tilt.
前記目標を達成するため、本発明の請求項6に記載の発明は前記正レンズおよび前記負レンズはアッベ数の異なる硝材で作製される2つ以上のレンズを接合した接合レンズである請求項4または5記載の光ヘッドである。 According to a sixth aspect of the present invention, the positive lens and the negative lens are cemented lenses obtained by cementing two or more lenses made of glass materials having different Abbe numbers. Or it is an optical head of 5.
これにより、例えば、前記光源の波長変動に対し、収差変動の少ない光ヘッドを構成できる。 Thereby, for example, an optical head with little aberration fluctuation can be configured with respect to the wavelength fluctuation of the light source.
前記目標を達成するため、本発明の請求項7に記載の発明は前記正レンズ、または前記負レンズを構成するレンズのレンズ面において、少なくとも1つ以上の面が非球面である請求項1から7のいずれか1項に記載の光ヘッドである。 In order to achieve the above-mentioned object, according to a seventh aspect of the present invention, at least one of the lens surfaces of the positive lens or the lens constituting the negative lens is an aspherical surface. 8. The optical head according to any one of 7 above.
これにより、例えば、前記正レンズ、または前記負レンズのうち、前記非球面を有するレンズにおいて、レンズ傾きに対する収差変動が少ない光学系を構成できる。 Thereby, for example, among the positive lens and the negative lens, in the lens having the aspheric surface, it is possible to configure an optical system with less aberration fluctuation with respect to the lens tilt.
前記目標を達成するため、本発明の請求項8に記載の発明は情報記録媒体に対して信号の記録または再生を行う光ヘッドであって、光源と、前記光源からの出射光束を平行光束に変換するためのコリメータレンズと、前記平行光束を前記情報記録媒体に集光する対物レンズと、前記情報記録媒体からの反射光を受光し、前記情報記憶媒体に記録された情報を再生する信号を出力する光検出素子とを備えた光ヘッドにおいて、前記コリメータレンズが有する非点収差の方向と、前記対物レンズが有する非点収差の方向とが略直交する光ヘッドである。
In order to achieve the above-mentioned object, an invention according to
これにより、例えば、前記対物レンズが持つ非点収差と前記コリメータレンズが持つ非点収差の組み合わせにより発生する非点収差の量を最小とすることができ、従って、光ヘッド光学系全体の収差を少なくすることができるため、前記対物レンズの集光特性を向上できる。 As a result, for example, the amount of astigmatism generated by the combination of astigmatism of the objective lens and astigmatism of the collimator lens can be minimized, so that the aberration of the entire optical head optical system can be reduced. Since it can reduce, the condensing characteristic of the said objective lens can be improved.
前記目標を達成するため、本発明の請求項9に記載の発明は情報記録媒体に対して信号の記録または再生を行う光ヘッドであって、光源と、前記光源からの出射光束を平行光束に変換するためのコリメータレンズと、前記平行光束の光量分布を円形に変換するためのビーム整形光学素子と、前記平行光束を前記情報記録媒体に集光する対物レンズと、前記情報記録媒体からの反射光を受光し、前記情報記憶媒体に記録された情報を再生する信号を出力する光検出素子とを備えた光ヘッドにおいて、前記コリメータレンズが有する非点収差の方向と、前記対物レンズが有する非点収差の方向とが略直交し、さらに前記コリメータレンズが有する非点収差の方向、または、前記対物レンズが有する非点収差の方向と、前記ビーム整形光学素子のビーム整形の方向とが略等しい光ヘッドである。 In order to achieve the above target, an invention according to claim 9 of the present invention is an optical head for recording or reproducing a signal on an information recording medium, wherein a light source and a light beam emitted from the light source are converted into a parallel light beam. A collimator lens for conversion, a beam shaping optical element for converting the light quantity distribution of the parallel light flux into a circle, an objective lens for condensing the parallel light flux on the information recording medium, and reflection from the information recording medium In an optical head comprising a light detecting element that receives light and outputs a signal for reproducing information recorded in the information storage medium, the direction of astigmatism of the collimator lens and non-reflection of the objective lens The direction of astigmatism is substantially orthogonal to the direction of astigmatism of the collimator lens or the direction of astigmatism of the objective lens, and the direction of astigmatism of the beam shaping optical element. The direction of the beam shaping is substantially equal optical head.
これにより、例えば、前記対物レンズが持つ非点収差と前記コリメータレンズが持つ非点収差の組み合わせにより発生する非点収差の量を最小とすることができ、従って、光ヘッド光学系全体の収差を少なくすることができるため、前記対物レンズの集光特性を向上できる。また、前記ビーム整形光学素子と前記コリメータレンズの間隔を調整することにより、前記ビーム整形の方向の非点収差量を調整できるため、光ヘッド光学系全体がもつ非点収差の量を調整により、さらに低減させることができる。 As a result, for example, the amount of astigmatism generated by the combination of astigmatism of the objective lens and astigmatism of the collimator lens can be minimized, so that the aberration of the entire optical head optical system can be reduced. Since it can reduce, the condensing characteristic of the said objective lens can be improved. Further, by adjusting the distance between the beam shaping optical element and the collimator lens, the amount of astigmatism in the direction of the beam shaping can be adjusted, so by adjusting the amount of astigmatism of the entire optical head optical system, Further reduction can be achieved.
前記目標を達成するため、本発明の請求項10に記載の発明は前記正コリメータレンズがさらに色収差補正機能を有し、アッベ数の異なる硝材で作製される2つ以上のレンズを接合した接合レンズである請求項8または9記載の光ヘッドである。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to
これにより、例えば、前記光源の波長変動に対し、収差変動の少ない光ヘッドを構成できる。 Thereby, for example, an optical head with little aberration fluctuation can be configured with respect to the wavelength fluctuation of the light source.
前記目標を達成するため、本発明の請求項11に記載の発明は前記対物レンズ、または前記コリメータレンズのレンズ面において、少なくとも1つ以上の面が非球面である請求項8から10のいずれか1項に記載の光ヘッドである。
In order to achieve the above-described object, according to an eleventh aspect of the present invention, in the lens surface of the objective lens or the collimator lens, at least one surface is an aspherical surface. The optical head according to
これにより、例えば、前記非球面を有する構成レンズにおいて、レンズ傾きに対する収差変動が少ない光学系を構成できる。 Thereby, for example, in the constituent lens having the aspherical surface, it is possible to configure an optical system with less aberration fluctuation with respect to the lens tilt.
前記目標を達成するため、本発明の請求項12に記載の発明は情報記録媒体に対して信号の記録または再生を行う光ヘッドであって、光源と、前記光源からの光を前記情報記録媒体に集光する対物レンズと、前記情報記憶媒体で反射された復路の光を収束光に変換する検出レンズと、前記収束光を受光し、前記情報記憶媒体に記録された情報を再生する信号を出力する光検出素子とを備えた光ヘッドにおいて、前記対物レンズが有する非点収差の方向と、前記検出レンズが有する非点収差の方向とが略直交する光ヘッドである。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 12 of the present invention is an optical head for recording or reproducing a signal to or from an information recording medium, and includes a light source and light from the light source in the information recording medium. An objective lens that condenses light, a detection lens that converts return light reflected by the information storage medium into convergent light, and a signal that receives the convergent light and reproduces information recorded on the information storage medium. An optical head provided with an output light detecting element, wherein the astigmatism direction of the objective lens and the astigmatism direction of the detection lens are substantially orthogonal.
これにより、例えば、前記検出レンズで集光される収束光の非点収差の大きさを低減させることができ、前記光検出素子で検出される、前記情報記憶媒体に記録された情報を再生する信号の品質を向上させることができる。 Thereby, for example, the magnitude of astigmatism of the convergent light collected by the detection lens can be reduced, and information recorded on the information storage medium detected by the light detection element is reproduced. Signal quality can be improved.
前記目標を達成するため、本発明の請求項13に記載の発明は前記ビーム整形光学素子はプリズムである請求項2から請求項7、または請求項9から請求項11のいずれか1項に記載の光ヘッドである。
In order to achieve the target, the invention according to claim 13 of the present invention is characterized in that the beam shaping optical element is a prism, or any one of
これにより、例えば、前記光源の出射光における楕円形状の光強度分布を円形状に変換でき、対物レンズによる集光スポット形状を小さくすることができる。 Thereby, for example, the elliptical light intensity distribution in the light emitted from the light source can be converted into a circular shape, and the shape of the focused spot by the objective lens can be reduced.
前記目標を達成するため、本発明の請求項14に記載の発明は前記ビーム整形光学素子はレンズである請求項2から請求項7、または請求項9から請求項11のいずれか1項に記載の光ヘッドである。
In order to achieve the goal, according to claim 14 of the present invention, the beam shaping optical element is a lens, or any one of
これにより、例えば、前記光源の出射光における楕円形状の光強度分布を円形状に変換でき、対物レンズによる集光スポット形状を小さくすることができる。 Thereby, for example, the elliptical light intensity distribution in the light emitted from the light source can be converted into a circular shape, and the shape of the focused spot by the objective lens can be reduced.
前記目標を達成するため、本発明の請求項15に記載の発明は前記球面収差補正手段を構成する前記正レンズおよび負レンズにおいて、それぞれのレンズ中心軸を通り、それぞれのレンズの持つ非点収差の方向に向かう直線と、それぞれのレンズ外周部との交点に、非点収差の方向を示すマークを塗布する請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の光ヘッドである。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 15 of the present invention is the astigmatism of each positive lens and negative lens constituting the spherical aberration correcting means passing through the respective lens central axes. The optical head according to any one of
これにより、例えば、前記正レンズおよび負レンズの非点収差の方位を容易に識別でき、前記正レンズおよび負レンズの配置が容易となる。 Thereby, for example, the astigmatism direction of the positive lens and the negative lens can be easily identified, and the arrangement of the positive lens and the negative lens becomes easy.
前記目標を達成するため、本発明の請求項16に記載の発明は前記正レンズおよび負レンズは鏡筒に保持されており、それぞれのレンズ中心軸を通り、それぞれのレンズの持つ非点収差の方向に向かう直線と、それぞれのレンズが保持されている前記鏡筒との交点に、非点収差の方向を示すマークを塗布する請求項1から請求項7記載の光ヘッドである。
In order to achieve the above-mentioned goal, in the invention according to claim 16 of the present invention, the positive lens and the negative lens are held in a lens barrel, pass through the center axis of each lens, and reduce the astigmatism of each lens. 8. The optical head according to
これにより、例えば、前記正レンズおよび負レンズの非点収差の方位を容易に識別でき、前記正レンズおよび負レンズの配置が容易となる。 Thereby, for example, the astigmatism direction of the positive lens and the negative lens can be easily identified, and the arrangement of the positive lens and the negative lens becomes easy.
前記目標を達成するため、本発明の請求項17に記載の発明は前記対物レンズ中心軸を通り、前記対物レンズの持つ非点収差の方向に向かう直線と、前記対物レンズ外周部との交点に、非点収差の方向を示すマークを塗布する請求項8から請求項14のいずれか1項に記載の光ヘッドである。
In order to achieve the target, the invention according to claim 17 of the present invention is based on an intersection of a straight line passing through the central axis of the objective lens toward the astigmatism of the objective lens and the outer periphery of the objective lens. The optical head according to any one of
これにより、例えば、前記対物レンズの非点収差の方位を容易に識別でき、前記対物レンズの配置が容易となる。 Thereby, for example, the direction of astigmatism of the objective lens can be easily identified, and the arrangement of the objective lens is facilitated.
前記目標を達成するため、本発明の請求項18に記載の発明は前記対物レンズは鏡筒に保持されており、前記対物レンズ中心軸を通り、前記対物レンズの持つ非点収差の方向に向かう直線と、前記対物レンズが保持されている前記鏡筒との交点に、非点収差の方向を示すマークを塗布する請求項8から請求項14のいずれか1項に記載の光ヘッドである。
In order to achieve the target, the objective lens according to claim 18 of the present invention is such that the objective lens is held in a lens barrel, passes through the central axis of the objective lens, and travels in the direction of astigmatism of the objective lens. The optical head according to any one of
これにより、例えば、前記対物レンズの非点収差の方位を容易に識別でき、前記対物レンズの配置が容易となる。 Thereby, for example, the direction of astigmatism of the objective lens can be easily identified, and the arrangement of the objective lens is facilitated.
前記目標を達成するため、本発明の請求項19に記載の発明は前記コリメータレンズ中心軸を通り、前記コリメータレンズの持つ非点収差の方向に向かう直線と、前記コリメータレンズ外周部との交点に、非点収差の方向を示すマークを塗布する請求項8から請求項11のいずれか1項に記載の光ヘッドである。
In order to achieve the target, the invention according to claim 19 of the present invention is based on an intersection of a straight line passing through the central axis of the collimator lens and in the direction of astigmatism of the collimator lens and the outer periphery of the collimator lens. The optical head according to any one of
これにより、例えば、前記コリメータレンズの非点収差の方位を容易に識別でき、前記コリメータレンズの配置が容易となる。 Thereby, for example, the direction of astigmatism of the collimator lens can be easily identified, and the arrangement of the collimator lens is facilitated.
前記目標を達成するため、本発明の請求項20に記載の発明は前記コリメータレンズは鏡筒に保持されており、前記コリメータレンズ中心軸を通り、前記コリメータレンズの持つ非点収差の方向に向かう直線と、前記コリメータレンズが保持されている前記鏡筒との交点に、非点収差の方向を示すマークを塗布する請求項8から請求項11のいずれか1項に記載の光ヘッドである。
In order to achieve the target, in the invention according to claim 20 of the present invention, the collimator lens is held in a lens barrel, passes through the central axis of the collimator lens, and goes in the direction of astigmatism of the collimator lens. The optical head according to any one of
これにより、例えば、前記コリメータレンズの非点収差の方位を容易に識別でき、前記コリメータレンズの配置が容易となる。 Thereby, for example, the direction of astigmatism of the collimator lens can be easily identified, and the arrangement of the collimator lens is facilitated.
前記目標を達成するため、本発明の請求項21に記載の発明は前記検出レンズ中心軸を通り、前記検出レンズの持つ非点収差の方向に向かう直線と、前記検出レンズ外周部との交点に、非点収差の方向を示すマークを塗布する請求項12記載の光ヘッドである。
In order to achieve the target, the invention according to claim 21 of the present invention is the intersection of a straight line passing through the central axis of the detection lens and directed to the direction of astigmatism of the detection lens and the outer periphery of the detection lens. 13. The optical head according to
これにより、例えば、前記検出レンズの非点収差の方位を容易に識別でき、前記検出レンズの配置が容易となる。 Thereby, for example, the direction of astigmatism of the detection lens can be easily identified, and the arrangement of the detection lens is facilitated.
前記目標を達成するため、本発明の請求項22に記載の発明は前記検出レンズは鏡筒に保持されており、前記検出レンズ中心軸を通り、前記検出レンズの持つ非点収差の方向に向かう直線と、前記検出レンズが保持されている前記鏡筒との交点に、非点収差の方向を示すマークを塗布する請求項12記載の光ヘッドである。
In order to achieve the above-mentioned goal, according to a twenty-second aspect of the present invention, the detection lens is held by a lens barrel, passes through the central axis of the detection lens, and moves toward the astigmatism of the detection lens. 13. The optical head according to
これにより、例えば、前記検出レンズの非点収差の方位を容易に識別でき、前記検出レンズの配置が容易となる。 Thereby, for example, the direction of astigmatism of the detection lens can be easily identified, and the arrangement of the detection lens is facilitated.
前記目標を達成するため、本発明の請求項23に記載の発明は前記対物レンズのNAが0.7以上である請求項1から22のいずれか1項に記載の光ヘッドである。
In order to achieve the target, the invention according to claim 23 of the present invention is the optical head according to any one of
これにより、例えば、高密度な情報記録媒体を記録再生できる光ヘッドが構成できる。 Thereby, for example, an optical head capable of recording / reproducing a high-density information recording medium can be configured.
前記目標を達成するため、本発明の請求項24に記載の発明は前記光源の波長が380nm以上420nm以下である請求項1から23のいずれか1項に記載の光ヘッドである。
24. The optical head according to any one of
これにより、例えば、高密度な情報記録媒体を記録再生できる光ヘッドが構成できる。 Thereby, for example, an optical head capable of recording / reproducing a high-density information recording medium can be configured.
前記目標を達成するため、本発明の請求項25に記載の発明は報記録媒体に対して信号の記録または再生を行う光情報記録再生装置であって、前記情報記録媒体に信号の記録または再生を行う光ヘッドを備え、前記光ヘッドは、請求項1から24のいずれか1項に記載の光ヘッドである光情報記録再生装置である。
In order to achieve the above-mentioned object, an invention according to claim 25 of the present invention is an optical information recording / reproducing apparatus for recording or reproducing a signal on an information recording medium, and recording or reproducing a signal on the information recording medium. 25. An optical information recording / reproducing apparatus which is an optical head according to any one of
これにより、例えば、集光特性のよい光ヘッドで情報記録媒体に情報を記録再生することができるため、信号記録再生時の安定性、信頼性の高い光情報記録再生装置が構成できる。 Thereby, for example, information can be recorded / reproduced on / from the information recording medium with an optical head having good condensing characteristics, so that an optical information recording / reproducing apparatus with high stability and reliability during signal recording / reproduction can be configured.
以上のように本発明によれば、光ヘッドを構成する球面収差補正手段を構成する正レンズと負レンズ、または、対物レンズとコリメータレンズ、または、対物レンズと検出レンズ、のいずれか少なくとも1組のレンズにおいて、各レンズそれぞれが有する非点収差の方向を略直交させることにより、前記少なくとも1組のレンズの組み合わせによる非点収差の量を最小とすることができ、従って、光ヘッド光学系全体の収差を少なくすることができる。 As described above, according to the present invention, at least one of a positive lens and a negative lens, an objective lens and a collimator lens, or an objective lens and a detection lens constituting the spherical aberration correcting means constituting the optical head. In this lens, the amount of astigmatism due to the combination of the at least one set of lenses can be minimized by making the directions of astigmatism of the respective lenses substantially orthogonal, and thus the entire optical head optical system. The aberration can be reduced.
また、光ヘッドとして本実施の形態の光ヘッドを用いているため、集光特性のよい光ヘッドで情報記録媒体に情報を記録再生することができ、信号記録再生時の安定性、信頼性の高い光情報記録再生装置が構成できる。 In addition, since the optical head according to the present embodiment is used as an optical head, information can be recorded on and reproduced from an information recording medium with an optical head having good condensing characteristics, and stability and reliability during signal recording and reproduction can be improved. A high optical information recording / reproducing apparatus can be constructed.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
実施の形態1では、本発明の光ヘッドの一例について説明する。
(Embodiment 1)
In
図1は、実施の形態1の光ヘッドの構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram of an optical head according to the first embodiment.
図1において、2は光源、3はコリメータレンズ、4はビームスプリッタ、5は第1のレンズ、6は第2のレンズで、前記第1のレンズ5および第2のレンズ6により、情報記録媒体8の保護層の基材厚が標準値からずれたことに起因する球面収差を補正する球面収差補正系を構成している。さらに、7は対物レンズ、9は検出レンズ、10は光検出素子である。
In FIG. 1, 2 is a light source, 3 is a collimator lens, 4 is a beam splitter, 5 is a first lens, 6 is a second lens, and the
ここで、光源2は、例えば半導体レーザー素子で構成され、情報記録媒体8の記録層に対し、記録再生用のコヒーレント光を出力する光源である。コリメータレンズ3は光源2から出射された発散光を平行光に変換するレンズである。ビームスプリッタ4は前記コリメータレンズ3を通過した光を前記対物レンズ7側に透過し、また、前記情報記録媒体8からの反射光を光検出素子10側に反射する。
Here, the
対物レンズ7は情報記録媒体8の記録層に光を集光するレンズである。検出レンズ9は情報記録媒体8で反射された光を光検出素子10に集光するレンズである。光検出素子10は光を受光して光を電気信号に変換するものである。
The
このように構成された光ヘッドの動作について、図1を用いて説明する。前記光源2から出射された光は前記コリメータレンズ3により平行光にされる。前記コリメータレンズ3を透過した光は前記ビームスプリッタ4を透過し、前記球面収差補正系を構成する前記第1のレンズ5および前記第2のレンズ6を通過した後、前記対物レンズ7により前記情報記録媒体8上に集光される。
The operation of the optical head configured as described above will be described with reference to FIG. The light emitted from the
次に、前記情報記録媒体8から反射された光は、前記対物レンズ7を透過し、前記球面収差補正系を透過し、前記ビームスプリッタ4で反射され、前記検出レンズ9により前記光検出素子10に集光される。前記光検出素子10は、集光された光に応じて前記情報記録媒体8上における光の合焦状態を示すフォーカス誤差信号を出力し、また光の照射位置を示すトラッキング誤差信号を出力する。ここで、フォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号は周知の技術により、たとえば非点収差法とプッシュプル法等により検出される。
Next, the light reflected from the information recording medium 8 passes through the
図示していないフォーカス制御手段はフォーカス誤差信号に基づき常に光が合焦状態で前記情報記録媒体8上に集光されるように前記対物レンズ7の位置をその光軸方向に制御する。また図示していないトラッキング制御手段は、トラッキング誤差信号に基づき、光を前記情報記録媒体8上の所望のトラックに集光されるように前記対物レンズ7の位置を制御する。また、前記光検出素子10からは前記情報記録媒体8に記録された情報をも得ている。
A focus control means (not shown) controls the position of the
次に、本発明について詳細に述べる。まず、図2を用いて非点収差の方向について定義する。図2のレンズ1において、レンズ面に2次元直行座標系x−yを図のように定義する。ここでx軸、y軸の原点(x,y)=(0,0)は前記レンズ面の回転中心とする。さて、前記レンズ1は中心軸に対し回転対称である場合が多く、また、収差は有効径内の円内で通常議論するため、図2に示すように極座標(r,θ)も定義する。従って、(x,y)=(rcosθ,rsinθ)となる。
Next, the present invention will be described in detail. First, the direction of astigmatism is defined using FIG. In the
さて、前記極座標系で表現される任意の関数を数学的に取り扱う手法として、Zernike多項式により直交成分で展開する方法がよく用いられる。また、波動光学において、波面収差とは前記極座標における光の位相分布であり、前記Zernike多項式により展開された前記光の位相分布の各直交成分が波面収差の様々な成分を表すことが知られている。詳細は文献1に記載されており省略するが、ここでは、前記レンズ面を通過した光の位相分布を前記極座標系で前記Zernike多項式で展開した成分のうち、非点収差の0,90度成分と呼ばれる位相分布(AS0,90)が式1で、非点収差の±45度成分と呼ばれる位相分布(AS±45)が式2で表されるということに着目する。ここで、A、Bは各成分の大きさである。
As a method of mathematically handling an arbitrary function expressed in the polar coordinate system, a method of developing with orthogonal components by a Zernike polynomial is often used. In wave optics, wavefront aberration is the phase distribution of light in the polar coordinates, and it is known that each orthogonal component of the phase distribution of light developed by the Zernike polynomial represents various components of wavefront aberration. Yes. Details are described in
ここで、非点収差の0,90度成分とは、
θ=0度の方向、すなわち図2のx軸方向と、
θ=90度の方向、すなわち図2のy軸方向
との焦点距離の差が最大となる非点収差の成分であり、x軸またはy軸を非点収差の0,90度成分の方向と定義する。また、非点収差の±45度成分についても同様で、x軸またはy軸を45度回転させた方位を非点収差の±45度成分の方向と定義する。
Here, the 0,90 degree component of astigmatism is
The direction of θ = 0 degrees, that is, the x-axis direction of FIG.
2 is an astigmatism component in which the difference in focal length from the direction of θ = 90 degrees, that is, the y-axis direction in FIG. Define. The same applies to the ± 45 degree component of astigmatism, and the direction obtained by rotating the x axis or the y axis by 45 degrees is defined as the direction of the ± 45 degree component of astigmatism.
(数1)と(数2)の加算が、前記極座標系における非点収差の位相分布となり、これらの和をsinのみを用いて表現すると(数3)となる。 The addition of (Equation 1) and (Equation 2) results in the phase distribution of astigmatism in the polar coordinate system, and when these sums are expressed using only sin, (Equation 3) is obtained.
従って、数1〜数3より、図2の前記座標系において、非点収差は前記非点収差の0,90度成分の大きさAをX成分、前記非点収差の±45度成分の大きさBをY成分とするベクトルで表現でき、本明細書においては、以下、前記ベクトルを非点収差ベクトルと呼ぶことにする。さらに、前記非点収差ベクトルの方向φを前記非点収差の方向、前記ベクトルの大きさCを非点収差の大きさと定義する。
Accordingly, from
さて、図1において、前記第1のレンズ5および前記第2のレンズ6により構成された前記球面収差補正系の非点収差について考える。前記第1のレンズ5を基準とし、前記第1のレンズ5と前記第2のレンズ6の各非点収差ベクトルがなす角をψとすると、前記第1のレンズ5の非点収差の位相分布は式4で、前記第2のレンズ6の非点収差の位相分布は(数5)を用いて表される。ここで、C1、C2(≧0)は各非点収差の大きさである。
Now, in FIG. 1, the astigmatism of the spherical aberration correction system constituted by the
前記球面収差補正系の非点収差の位相分布は、(数4)(数5)の合成で表されるが、(数)においてsin2θ=−sin(2θ+ψ)となるように、すなわちψ=90度、またはψ=270度となるように、すなわち、前記第1のレンズ5と前記第2のレンズ6の非点収差の方向が直行するように配置すれば、前記球面収差補正系の全体の非点収差を最小とすることができ、この場合、前記球面収差補正系の非点収差の大きさの絶対値は(数6)となる。
The phase distribution of astigmatism in the spherical aberration correction system is expressed by the synthesis of (Equation 4) and (Equation 5), and in (Equation), sin2θ = −sin (2θ + ψ), that is, ψ = 90. Or ψ = 270 degrees, that is, if the
上記、前記第1のレンズ5と前記第2のレンズ6の非点収差の方向が直行するような各レンズの配置により、前記球面収差補正系の非点収差が最小となり、さらに、前記球面収差補正系全体の非点収差は、前記第1のレンズ5、および前記第2のレンズ6単体の非点収差より少なくなる。もし、前記配置を行わなかった場合、ψ=0度、またはψ=180度において最大C1+C2の大きさの非点収差が発生し、光学系の波面収差が増大する。
By arranging each lens so that the astigmatism directions of the
数4および数5において、C1=0.03λ、C2=0.03λとした場合の、前記球面収差補正系の非点収差と、前記第1のレンズ5と前記第2のレンズ6の各非点収差ベクトルがなす角ψとの関係を具体的に計算した例を図3に示す。
In the equations (4) and (5), when C 1 = 0.03λ and C 2 = 0.03λ, the astigmatism of the spherical aberration correction system, the
前記第1のレンズ5と前記第2のレンズ6の各非点収差ベクトルが平行となる場合、前記球面収差補正系の非点収差が最大となり、前記各非点収差ベクトルが直交する場合、前記球面収差補正系の非点収差が零となる。
When the astigmatism vectors of the
光学系の収差には、マルシャルの評価基準という指標が一般的に用いられ、前記指標によれば平行光をレンズにより回折限界まで良好に集光する場合、前記平行光の波面収差が0.07λ以下であることが望ましいとされている。 For the aberration of the optical system, an index called Marshall's evaluation criterion is generally used, and according to the index, when collimated light is favorably condensed to the diffraction limit by a lens, the wavefront aberration of the parallel light is 0.07λ. The following is considered desirable.
図3において、従来の方法の場合、前記球面収差補正系の非点収差は、最大0.06λ発生する場合もあり、光ヘッドの波面収差を著しく悪化させてしまうが、図3より前記第1のレンズ5と前記第2のレンズ6の各非点収差ベクトルのなす角が略直交、例えば90±20度の範囲内であっても、前記球面収差補正系の非点収差を0.02λ以下に抑えることができ、前記波面収差を大きく改善できる。
In FIG. 3, in the case of the conventional method, the astigmatism of the spherical aberration correction system may occur at a maximum of 0.06λ, which significantly deteriorates the wavefront aberration of the optical head. The astigmatism of the spherical aberration correction system is 0.02λ or less even when the angles formed by the astigmatism vectors of the
さて、図1において、前記球面収差補正系を構成する前記第1のレンズ5および第2のレンズ6は非点収差の方向が直行するように配置されている。従って、前記球面収差補正系の非点収差量は最小となっている。この場合、それぞれのレンズの非点収差の方向にあらかじめ非点収差の方向を示すマークをつけておけばレンズの組立時に非点収差の方向が容易にわかり、組み立てやすくなる。例えば、図1において、前記第1のレンズ5の非点収差の方向は、前記第1のレンズ5の中心から第2のマーク12に向かう方向、前記第2のレンズ6の非点収差の方向は、前記第2のレンズ中心から第3のマーク13に向かう方向とする。
In FIG. 1, the
また、高密度記録のために前記対物レンズの開口数を大きく、たとえば0.7以上とし、光ヘッドの光源として短波長の光源、たとえば波長が380nm〜420nm程度の光源を使用する場合があるが、前記第1のレンズ5、または前記第2のレンズ6、または前記第1のレンズ5および前記第2のレンズ6をアッベ数の異なる硝材を用いた複数枚の球面または非球面レンズを組み合わせた組レンズを用い、色補正レンズとして構成すれば前記対物レンズの開口数が大きな場合においても、前記光源の波長変動による前記光ヘッドの収差の発生を抑えることができるが、この場合、前記組レンズの構成枚数が増えるにつれて、各レンズの非点収差が重なり合い、収差が増大していく。特に、構成レンズとして非球面のレンズを使用する場合、一般に研磨で作成する球面レンズに比べ、プレス工法で作成する非球面レンズは非点収差が大きい場合が多い。この場合も第1のレンズ5に相当するレンズ群と、前記第2のレンズ6に相当するレンズ群それぞれの非点収差の方向を直交させて配置すれば、非点収差を低減することが可能となる。
For high-density recording, the objective lens may have a large numerical aperture, for example, 0.7 or more, and a short wavelength light source, for example, a light source having a wavelength of about 380 nm to 420 nm may be used as the light source of the optical head. The
以上のように、図1において、球面収差補正系を構成する前記第1のレンズ5および第2のレンズ6の非点収差の方向が直行するよう、それぞれのレンズを配置することにより、図1における前記光ヘッドの有する収差を少なく抑制でき、前記光ヘッドの前記対物レンズ7における集光特性を良好にすることが可能となる。
As described above, in FIG. 1, by arranging the respective lenses so that the astigmatism directions of the
(実施の形態2)
実施の形態2では、本発明の光ヘッドの一例について説明する。
(Embodiment 2)
In
図4は、実施の形態2の光ヘッドの構成図である。図4の光ヘッドについて、実施の形態1で説明したものと同様であるため、重複する説明は省略する。図4のヘッドは、実施の形態1で示したヘッドとは異なり、前記ビームスプリッタ4として、ビーム整形光学素子4’を用いている。図4の光源1として、半導体レーザー光源を用いる場合、前記半導体レーザー光源の出射光は楕円形状の強度分布をしている場合が多い。この出射した楕円形状の強度分布をもつ前記出射光を、前記コリメータレンズ3により平行光に変換し、前記ビーム整形光学素子4’により前記楕円形状の強度分布の短軸方向を拡大、または長軸方向を縮小することにより前記平行光を円形の強度分布を持つ平行光に変換する。
FIG. 4 is a configuration diagram of the optical head of the second embodiment. Since the optical head in FIG. 4 is the same as that described in the first embodiment, a duplicate description is omitted. The head shown in FIG. 4 is different from the head shown in
前記ビーム整形光学素子4’としてたとえばプリズムや、ある直交方向に対し曲率半径の異なる面を含むレンズなどを用いることができる。 As the beam shaping optical element 4 ', for example, a prism or a lens including a surface having a different curvature radius with respect to a certain orthogonal direction can be used.
この場合、前記平行光の平行度がわずかにずれると、図4の前記ビーム整形光学素子4’の同図に示すx4方向と、y4方向のビームの拡大率の差により、前記ビーム整形光学素子4’の出射光にはビームの整形方向に非点収差が発生してしまう。逆に言えば、前記コリメータレンズ3をわずかに移動し、前記ビーム整形方向の出射光の平行度を崩すことにより非点収差の量を調整することができる。
In this case, if the parallelism of the parallel light is slightly deviated, the beam shaping optical element is caused by the difference in the beam magnification in the x4 direction and the y4 direction shown in FIG. 4 of the beam shaping optical element 4 ′ in FIG. Astigmatism occurs in the beam shaping direction in the 4 ′ outgoing light. In other words, the amount of astigmatism can be adjusted by slightly moving the
さて、第1の実施の形態においては、図4において、球面収差補正系を構成する前記第1のレンズ5および第2のレンズ6の非点収差の方向が直行するよう、それぞれのレンズを配置すれば前記球面収差補正系の非点収差の量を少なくすることはできるが完全に零にすることはできず、|C1−C2|の残差が生じてしまう。しかし、前記第1のレンズ5および第2のレンズ6の非点収差の方向と、前記ビーム整形方向を一致させれば、前記コリメータレンズの微調整により非点収差をキャンセルさせることができる。従って、図4における前記光ヘッドの有する収差を少なく抑えることが可能となり、前記光ヘッドの前記対物レンズにおける集光特性をさらに改善することが可能となる。
In the first embodiment, in FIG. 4, the respective lenses are arranged so that the astigmatism directions of the
(実施の形態3)
実施の形態3では、本発明の光ヘッドの一例について説明する。
(Embodiment 3)
In the third embodiment, an example of the optical head of the present invention will be described.
図5は、実施の形態3の光ヘッドの構成図である。図5の光ヘッドについて、実施の形態1で説明したものと同様であり、重複する説明は省略する。図5のヘッドにおいて、たとえば、対物レンズ7は単一または複数枚のレンズで構成される非球面レンズ、球面収差補正手段を構成する第1のレンズ5および第2のレンズ6は単一の球面研磨レンズ、コリメータレンズ3は単一または複数枚のレンズで構成される非球面レンズで構成されているとする。
FIG. 5 is a configuration diagram of an optical head according to the third embodiment. The optical head of FIG. 5 is the same as that described in the first embodiment, and a duplicate description is omitted. In the head of FIG. 5, for example, the
非球面レンズはガラスや樹脂のプレス工法、樹脂の成型工法などにより作製を行い、球面レンズは研磨工法により作製を行う場合が多く、研磨工法に比べプレス工法は非点収差を抑えるための成型条件が厳しく、また複数枚のレンズでレンズを構成する場合もレンズの組立調整誤差により非点収差が発生する場合がある。従って、図5において、球面収差補正手段は球面研磨レンズで構成されているため非点収差は少なく、前記光ヘッドにおいて、前記対物レンズ7および前記コリメータレンズ3のもつ非点数差が支配的となる。そこで、前記対物レンズ7と前記コリメータレンズ3の非点収差の方向が直行するよう、それぞれのレンズを配置すれば前記光ヘッドの有する収差を少なく抑えることが可能となり、前記光ヘッドの前記対物レンズにおける集光特性を良好にすることが可能となる。
Aspherical lenses are often manufactured using glass or resin pressing methods, resin molding methods, etc., and spherical lenses are often manufactured using polishing methods, and the pressing method uses molding conditions to suppress astigmatism compared to the polishing method. Astigmatism may occur due to lens assembly adjustment errors even when the lens is composed of a plurality of lenses. Therefore, in FIG. 5, since the spherical aberration correcting means is composed of a spherical polishing lens, there is little astigmatism, and the astigmatism difference between the
この場合も、前記対物レンズ7と前記コリメータレンズ3のそれぞれのレンズの非点収差の方向にあらかじめ非点収差の方向を示すマークをつけておけばレンズの組立時に非点収差の方向が容易にわかり、組み立てやすくなる。例えば、図5において、前記対物レンズ7の非点収差の方向は、前記対物レンズ7の中心から第4のマーク14に向かう方向、前記コリメータレンズ3の非点収差の方向は、前記コリメータレンズ3の中心から第1のマーク11に向かう方向とする。
Also in this case, if a mark indicating the direction of astigmatism is provided in advance in the direction of astigmatism of each of the
(実施の形態4)
実施の形態4では、本発明の光ヘッドの一例について説明する。
(Embodiment 4)
In Embodiment 4, an example of the optical head of the present invention will be described.
図6は、実施の形態4の光ヘッドの構成図である。図6の光ヘッドについて、実施の形態1、実施の形態2および実施の形態3で説明したものと同様であり、重複する説明は省略する。図6のヘッドでは、第2の実施の形態と同様にビームスプリッタ4として、ビーム整形光学素子4’を用いている。さらに、実施の形態4では実施の形態3と同じく、たとえば、前記対物レンズ7は単一または複数枚のレンズで構成される非球面レンズ、前記球面収差補正手段を構成する第1のレンズ5および第2のレンズ6は単一の球面研磨レンズ、前記コリメータレンズ3は単一または複数枚のレンズで構成される非球面レンズで構成されている。前記球面収差補正手段は球面研磨レンズで構成されているため非点収差は少なく、前記光ヘッドにおいて、前記対物レンズ7および前記コリメータレンズ3のもつ非点数差が支配的となる。そこで、前記対物レンズ7と前記コリメータレンズ3の非点収差の方向が直行するよう、それぞれのレンズを配置し、前記光ヘッドの有する収差を少なく抑えている。
FIG. 6 is a configuration diagram of an optical head according to the fourth embodiment. The optical head in FIG. 6 is the same as that described in the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment, and a duplicate description is omitted. In the head shown in FIG. 6, a beam shaping optical element 4 ′ is used as the beam splitter 4 as in the second embodiment. Further, in the fourth embodiment, as in the third embodiment, for example, the
この場合も、第2の実施の形態と同様、光ヘッドにおける非点収差の量を少なくすることはできるが完全に零にすることはできない。そこで、さらに前記対物レンズ7または前記コリメータレンズ3の非点収差の方向と、前記ビーム整形方向を一致させ、前記コリメータレンズの微調整により非点収差をキャンセルさせる。従って、図6における前記光ヘッドの有する収差を少なく抑えることが可能となり、前記光ヘッドの前記対物レンズにおける集光特性を良好にすることが可能となる。
Also in this case, as in the second embodiment, the amount of astigmatism in the optical head can be reduced, but cannot be completely reduced to zero. Therefore, the direction of astigmatism of the
なお、図6の光ヘッドにおいて、例えば、単層のみの情報記録媒体を再生する場合や、信号処理によりある程度の球面収差が許容できる場合、前記球面収差補正手段を省略する場合もあるが、この場合も実施の形態4の方法により集光特性が良好な光ヘッドを構成できる。 In the optical head of FIG. 6, for example, when reproducing a single-layer information recording medium or when a certain amount of spherical aberration is allowed by signal processing, the spherical aberration correcting means may be omitted. Even in this case, an optical head having good condensing characteristics can be configured by the method of the fourth embodiment.
(実施の形態5)
実施の形態5では、本発明の光ヘッドの一例について説明する。
(Embodiment 5)
In
図7は、実施の形態5の光ヘッドの構成図である。図7の光ヘッドについて、実施の形態1で説明したものと同様であり、重複する説明は省略する。図7の光ヘッドは、前記対物レンズ7および前記検出レンズ15に着目しており、情報記録媒体8から反射され、前記光検出素子10へ入射する信号光の非点収差を低減するため、前記対物レンズ7と前記検出レンズ15の非点収差の方向が直行するよう、それぞれのレンズを配置し、前記光ヘッドの信号光の集光特性を改善している。
FIG. 7 is a configuration diagram of an optical head according to the fifth embodiment. The optical head in FIG. 7 is the same as that described in the first embodiment, and a duplicate description is omitted. The optical head in FIG. 7 focuses on the
(実施の形態6)
図8では、本発明の光ヘッドを、情報記録媒体に対して信号の記録及び再生を行う光情報記録再生装置へ適用した例について説明する。
(Embodiment 6)
FIG. 8 illustrates an example in which the optical head of the present invention is applied to an optical information recording / reproducing apparatus for recording and reproducing signals on an information recording medium.
図8に実施の形態6の光情報記録再生装置の構成を模式的に示す。光情報記録再生装置は、本発明の光ヘッド21と、モータ20と、制御回路19、処理回路18とを備える。
FIG. 8 schematically shows the configuration of the optical information recording / reproducing apparatus according to the sixth embodiment. The optical information recording / reproducing apparatus includes an
前記光ヘッド21から出射された光は情報記録媒体8上に集光される。情報記録媒体8から反射された光は、対物レンズ7を透過し、ビームスプリッタ4で反射され、検出レンズ9により光検出素子10に集光される。光検出素子10からの出力は演算処理装置により、集光された光に応じて情報記録媒体8上における光の合焦状態を示すフォーカス誤差信号を出力し、また光の照射位置を示すトラッキング誤差信号を出力する。ここで、フォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号は周知の技術により、たとえば非点収差法とプッシュプル法等により検出される。
The light emitted from the
図示していないフォーカス制御手段はフォーカス誤差信号に基づき常に光が合焦状態で情報記録媒体8上に集光されるように対物レンズ7の位置をその光軸方向に制御する。また図示していないトラッキング制御手段は、トラッキング誤差信号に基づき、光を情報記録媒体8上の所望のトラックに集光されるように対物レンズ7の位置を制御する。また、光検出素子10からは情報記録媒体8に記録された情報をも得ている。
A focus control means (not shown) controls the position of the
次に、図8の光情報記録再生装置の動作について説明する。まず、光情報記録再生装置に情報記録媒体8がセットされると、制御回路19はモータ20を回転させる信号を出力し、モータ20を回転させる。次に、前記制御回路19は、光源2を駆動し光を出射させる。前記光源2から出射された光は、前記情報記録媒体8で反射され、前記光検出素子10に入射する。前記光検出素子10は、前記情報記録媒体8上における光の合焦状態を示すフォーカス誤差信号と、光の照射位置を示すトラッキング誤差信号を前記処理回路18に出力する。これらの信号に基づき、前記制御回路19は前記対物レンズ7を制御する信号を出力し、これによって前記光源2から出射された光を前記情報記録媒体8上の所望のトラック上に集光させる。また、前記処理回路18は、光検出素子10から出力される信号に基づいて、情報記録媒体8に記録されている情報を再生する。
Next, the operation of the optical information recording / reproducing apparatus in FIG. 8 will be described. First, when the
本発明の光ヘッド、および光情報記録再生装置は、光磁気記録装置やDVD、Blu−rayディスク装置などの光ディスクを用いた光情報記録再生装置に対し有用である。また、ホログラム記録装置や将来の超高密度記録再生装置の光学系や装置用としても適用が可能である。 The optical head and the optical information recording / reproducing apparatus of the present invention are useful for an optical information recording / reproducing apparatus using an optical disk such as a magneto-optical recording apparatus, a DVD, or a Blu-ray disk apparatus. It can also be applied to optical systems and devices of hologram recording devices and future ultra-high density recording / reproducing devices.
1 レンズ
2 光源
3 コリメータレンズ
4 ビームスプリッタ
4’ ビーム整形光学素子
5 第1のレンズ
6 第2のレンズ
7 対物レンズ
8 情報記録媒体
9 検出レンズ
10 光検出素子
11 第1のマーク
12 第2のマーク
13 第3のマーク
14 第4のマーク
15 第5のマーク
16 第1のアクチュエータ
17 第2のアクチュエータ
18 処理回路
19 制御回路
20 モータ
101 光源
102 コリメータレンズ
103 ビームスプリッタ
104 第1のレンズ
105 第2のレンズ
106 球面収差補正手段
107 対物レンズ
108 情報記録媒体
109 第1のアクチュエータ
110 第2のアクチュエータ
111 検出レンズ
112 光検出素子
DESCRIPTION OF
Claims (25)
光源と、
前記情報記録媒体の記録面保護層の厚みが標準値からずれたことで発生する球面収差を補正する球面収差補正手段と、
前記光源の出射光を前記情報記録媒体に集光する対物レンズと、
前記情報記録媒体からの反射光を受光し、前記情報記憶媒体に記録された情報を再生する信号を出力する光検出素子とを備えた光ヘッドにおいて、
前記球面収差補正手段は負レンズおよび正レンズで構成されており、
前記正レンズおよび負レンズにおいて、それぞれのレンズが有する非点収差の方向が略直交する光ヘッド。 An optical head for recording or reproducing a signal with respect to an information recording medium,
A light source;
Spherical aberration correction means for correcting spherical aberration that occurs when the thickness of the recording surface protective layer of the information recording medium deviates from a standard value;
An objective lens for condensing the light emitted from the light source on the information recording medium;
In an optical head comprising a light detection element that receives reflected light from the information recording medium and outputs a signal for reproducing information recorded on the information storage medium.
The spherical aberration correction means is composed of a negative lens and a positive lens,
In the positive lens and the negative lens, the astigmatism directions of the respective lenses are substantially perpendicular to each other.
光源と、
前記情報記録媒体の記録面保護層の厚みが標準値からずれたことで発生する球面収差を補正する球面収差補正手段と、
前記光源の出射光を前記情報記録媒体に集光する対物レンズと、
前記情報記録媒体からの反射光を受光し、前記情報記憶媒体に記録された情報を再生する信号を出力する光検出素子とを備えた光ヘッドにおいて、
前記球面収差補正手段は負レンズおよび正レンズで構成されており、
前記正レンズおよび負レンズにおいて、それぞれのレンズが有する非点収差の方向が略直交し、
さらに前記正レンズまたは前記負レンズの非点収差の方向と、前記ビーム整形光学素子のビーム整形の方向とが略等しい光ヘッド。 An optical head for recording or reproducing a signal with respect to an information recording medium,
A light source;
Spherical aberration correction means for correcting spherical aberration that occurs when the thickness of the recording surface protective layer of the information recording medium deviates from a standard value;
An objective lens for condensing the light emitted from the light source on the information recording medium;
In an optical head comprising a light detection element that receives reflected light from the information recording medium and outputs a signal for reproducing information recorded on the information storage medium.
The spherical aberration correction means is composed of a negative lens and a positive lens,
In the positive lens and the negative lens, the direction of astigmatism of each lens is substantially orthogonal,
Furthermore, an optical head in which the astigmatism direction of the positive lens or the negative lens is substantially equal to the beam shaping direction of the beam shaping optical element.
光源と、
前記光源からの出射光束を平行光束に変換するためのコリメータレンズと、
前記平行光束を前記情報記録媒体に集光する対物レンズと、
前記情報記録媒体からの反射光を受光し、前記情報記憶媒体に記録された情報を再生する信号を出力する光検出素子とを備えた光ヘッドにおいて、
前記コリメータレンズが有する非点収差の方向と、前記対物レンズが有する非点収差の方向とが略直交する光ヘッド。 An optical head for recording or reproducing a signal with respect to an information recording medium,
A light source;
A collimator lens for converting an emitted light beam from the light source into a parallel light beam;
An objective lens for condensing the parallel light flux on the information recording medium;
In an optical head comprising a light detection element that receives reflected light from the information recording medium and outputs a signal for reproducing information recorded on the information storage medium.
An optical head in which the direction of astigmatism of the collimator lens and the direction of astigmatism of the objective lens are substantially orthogonal.
光源と、
前記光源からの出射光束を平行光束に変換するためのコリメータレンズと、
前記平行光束の光量分布を円形に変換するためのビーム整形光学素子と、
前記平行光束を前記情報記録媒体に集光する対物レンズと、
前記情報記録媒体からの反射光を受光し、前記情報記憶媒体に記録された情報を再生する信号を出力する光検出素子とを備えた光ヘッドにおいて、
前記コリメータレンズが有する非点収差の方向と、前記対物レンズが有する非点収差の方向とが略直交し、
さらに前記コリメータレンズが有する非点収差の方向、または、前記対物レンズが有する非点収差の方向と、
前記ビーム整形光学素子のビーム整形の方向とが略等しい光ヘッド。 An optical head for recording or reproducing a signal with respect to an information recording medium,
A light source;
A collimator lens for converting an emitted light beam from the light source into a parallel light beam;
A beam shaping optical element for converting the light quantity distribution of the parallel light flux into a circle;
An objective lens for condensing the parallel light flux on the information recording medium;
In an optical head comprising a light detection element that receives reflected light from the information recording medium and outputs a signal for reproducing information recorded on the information storage medium.
The direction of astigmatism that the collimator lens has and the direction of astigmatism that the objective lens has are approximately orthogonal,
Further, the direction of astigmatism that the collimator lens has, or the direction of astigmatism that the objective lens has,
An optical head having substantially the same beam shaping direction as the beam shaping optical element.
光源と、
前記光源からの光を前記情報記録媒体に集光する対物レンズと、
前記情報記憶媒体で反射された復路の光を収束光に変換する検出レンズと、
前記収束光を受光し、前記情報記憶媒体に記録された情報を再生する信号を出力する光検出素子とを備えた光ヘッドにおいて、
前記対物レンズが有する非点収差の方向と、前記検出レンズが有する非点収差の方向とが略直交する光ヘッド。 An optical head for recording or reproducing a signal with respect to an information recording medium,
A light source;
An objective lens for condensing the light from the light source onto the information recording medium;
A detection lens for converting the return light reflected by the information storage medium into convergent light;
In an optical head comprising: a light detecting element that receives the convergent light and outputs a signal for reproducing information recorded in the information storage medium;
An optical head in which an astigmatism direction of the objective lens and an astigmatism direction of the detection lens are substantially orthogonal to each other.
それぞれのレンズ中心軸を通り、それぞれのレンズの持つ非点収差の方向に向かう直線と、それぞれのレンズ外周部との交点に、非点収差の方向を示すマークを塗布する請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の光ヘッド。 In the positive lens and the negative lens constituting the spherical aberration correction unit,
A mark indicating the direction of astigmatism is applied to an intersection of a straight line passing through each lens central axis and extending in the direction of astigmatism of each lens and the outer periphery of each lens. 8. The optical head according to any one of 7 above.
それぞれのレンズ中心軸を通り、それぞれのレンズの持つ非点収差の方向に向かう直線と、それぞれのレンズが保持されている前記鏡筒との交点に、非点収差の方向を示すマークを塗布する請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の光ヘッド。 The positive lens and the negative lens are held in a lens barrel,
A mark indicating the direction of astigmatism is applied at the intersection of a straight line that passes through the center axis of each lens and goes in the direction of astigmatism of each lens and the lens barrel holding each lens. The optical head according to claim 1.
前記情報記録媒体に信号の記録または再生を行う光ヘッドを備え、
前記光ヘッドは、請求項1から24のいずれか1項に記載の光ヘッドである光情報記録再生装置。 An optical information recording / reproducing apparatus for recording or reproducing a signal to / from an information recording medium,
An optical head for recording or reproducing signals on the information recording medium;
The optical information recording / reproducing apparatus according to claim 1, wherein the optical head is an optical head according to claim 1.
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---|---|---|---|
JP2003348180A JP2005116045A (en) | 2003-10-07 | 2003-10-07 | Optical head, and optical information recording and reproducing device |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003348180A JP2005116045A (en) | 2003-10-07 | 2003-10-07 | Optical head, and optical information recording and reproducing device |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010050589A1 (en) * | 2008-10-31 | 2010-05-06 | 旭硝子株式会社 | Aberration correction device, optical device, and optical head device |
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JPWO2013094210A1 (en) * | 2011-12-22 | 2015-04-27 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Detection lens, lens unit, optical pickup device, optical disc device, computer, optical disc player, and optical disc recorder |
-
2003
- 2003-10-07 JP JP2003348180A patent/JP2005116045A/en active Pending
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